Genetik

Lehre der Genetik

Vererbungslehre

Gegenstand der Genetik

DNA

DNA ausgeschrieben

Desoxyribonukleinsäure

Aufgaben der DNA

• Aufbau/Organisation in Genen

• Veränderung der DNA = Mutation

• Vererbung der DNA

welche “Informationen” hat die DNA

Erbgut des Körpers - trägt notwendige Informationen für den Bau, die Entwicklung und die Funktion des Körpers

Wo befindet sich die DNA?

Im Zellkern jeder Zelle (außer in Blutzellen) und im Mitochondrium

wo befindet sich die DNA bei einzelligen ohne Zellkern

im Zytoplasma

wie groß ist ein Zellkern bei Menschen

5 - 15 Micrometer (millionstel von Meter)

wie Lang ist DNA pro Zelle

entspiralisiert hat sie pro Zelle eine Länge von 2 Metern

wie ist die DNA, damit sie in die Zelle passt

stark komprimiert und spiralförmig

wie viele Zellen sind im Menschlichen Körper

30 - 50 Billionen, 75 Billionen oder 100 Billionen Zellen

Was ist die Gesamtlänger der DNA im Menschlichen Körper?

150 Milliarden km - das sind 1000 mal wie die Strecke von der Erde bis zur Sonne

in welche Abschnitte ist die DNA unterteil

der kleinste Baustein sind die Nukleotide - mehreren Nukleotiden (können hunderte oder tausende sein) sind ein Gen - mehrere Gene sind DNA

welche Informationen hat ein Gen

jedes Gen hat unterschiedliche Informationen für die Herstellung von unterschiedlichen Proteinen

hat ein Gen immer die gleiche Aufgabe?

nein es kann sein, das ein Gen in unterschiedlichen Lebensabschnitten unterschiedliche Aufgaben hat

Form der DNA (aus was besteht es)

sieht wie eine Strickleiter aus, die vertikalen Holme bestehen abwechseln aus Phosphate (H₃PO₄ - Phosphorsäure) und Zucker ( C₅H₁₀O₄ - Desoxyribose), wobei die horizontalen Hole die Basen sind

zischen den jeweiligen Basenpaaren ist eine Wasserstoffbrücke

aus welchen Basen bestehen die “horizontalen” Holme der DNA

Adenin, Thymin, Cytosin und Guanin - wobei aber nur die gleichen zusammengehören bzw., sich gegenüber befinden - 1. Adenin und Tymin - 2. Cytosin und Guanin - diese Paaren können sich nicht anders zusammenmischen - sozusagen gehen die Basen nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip

aus was besteht ein Nukleotid

einer Base, ein Zucker und ein Phosphat

für was ist die Proteinbiosynthese?

Herstellung von Proteinen (aus Aminosäuren = 20 verschiedene insgesamt)

was ist die Transkription

Umschreibung von einem Gen in mRNA

was ist die Translation

Übersetzung von mRNA ins Protein (findet im Ribosom (Fabrik) statt)

was ist mRNA

“Kopie” des Gens (wird von einem Protein kopiert)

was passiert bei der DNA Replikation und wie läuft diese ab

die DNA wird vor jeder Zellteilung verdoppelt

Ablauf:

• Ausgangssituation: Zellkern mit darin vorhandener DNA

• danach folgt die Verdopplung der DNA im Zellkern

  • DNA wird entspiralisiert

  • DNA wird getrennt (durch die Mitte)

  • polymerase fährt entlang der getrennten Holmen und reproduziert diese, so das jetzt 2 getrennte DNA’s gibt (die vorhandenen Holme bekommen jeweils einen neuen)

• danach die Trennung der Zelle mit jeweils einmal DNA

und nun hat man zwei Zellen mit DNA

(Bei einer Zellteilung besteht ein Chromosomen aus zwei Schwesternchromatiden)

was ist ein Chromosom

ein Chromosom ist ein langer Strang aus DNA (stark komprimiert und verkleinert)

wie viele Chromosomen befinden sich in jeder Körperzelle

In jeder Körperzelle befinden sich 46 Chromosomen (beim Menschen), die in Paaren angeordnet sind → 23 Chromosomen-Paare

In den Keimzellen (Ei/Spermium) sind es 23 Chromosomen

die Eigenschaften von Chromosomen-Paaren

Im Paar ist ein Chromosom von der Mutter und eines vom Vater

in einem Paar haben Chromosomen die gleiche Größe, Form und Genabfolge

was sind Homologe Chromosomen

die zwei Chromosomen eines Paare

was ist die Form eines Chromosomen

Die Form eines Chromosom hängt vom Zellzyklus ab (runde “Form” in der Mitte in Centromer - außen bei den “Flügeln” befindet sich Telomer = Schutzkappe (bei der Teilung wird dieser immer kleiner ))

welche Chromosomenarten gibt es

• Autosomen

  • Körperchromosom (44 in jeder Zelle)

  • kodieren für die Eigenschaften

• Gonosomen (X/Y)

  • Geschlechtschromosom (2 in jeder Zelle)

  • bestimmen das Geschlecht

  • Frau: XX |1-22 Chromosomenpaare => Autosomen + 23.: X

  • Mann: XY | 1-22 Chromosomenpaare => Autosomen + 23.: X(Y)

wo findet die Untersuchung der Chromosomen statt und wie läuft es ab und was kann man herausfinden?

dafür werden die Chromosomen in Karyogramm angeordnet

Anordnung:

• Chromosomen werden angefärbt - für bessere Erkennung

• dann werden sie nach der Größe sortiert

  • zuerst die Autosomen

  • und danach die zwei Gonosomen

im Karyogramm kann man Fehler erkennen, die Fehler sind eigentlich Mutationen und diese Mutationen können Ursachen für Erbkrankheiten sein

unter was ist die Ribonukleinsäure (RNA) “bekannt”

ist bei allen Lebewesen als:

1. Informationsträger (mRNA)

2. Werkzeug beim Eiweisaufbau (tRNA)

3. Regulation (rRNA)

Aufbau von RNA

halbe DNA (also nur eines der vertikale Sprosse mit Basen - die Basen sind die gleichen wie bei der DNA, aber statt Tymin ist es bei der RNA Uracil)

Zucker bei RNA

Ribose C₂H₁₀O₅

welche AR Ribonukleinsäure (RNA) gibt es?

• mRNA → Messenger RNA

  • Kopie eines Genes aus der DNA

• tRNA → TransFair RNA

  • transportiert die Aminosäuren zum Ribosom bei der Proteinsynthese

• rRNA → ribosom RNA

  • beteiligt sich an dem Aufbau der Fabrik

was ist ein Gen und welche Aufgaben hat es

Abschnitt eines DNA Strangs

Gen ist ein Bauplan für Proteine (es kann mehrere Proteine kodieren)

ein Gen kann in unterschiedlichen Zeitpunkten des Lebens, unterschiedliche Funktionen haben

wie viele Nukleotiden braucht es für DNA

die DNA ist je nach Organismus aus unterschiedlich vielen Nukleotiden aufgebaut - bei Menschen sind es 3,2 Milliarden

was ist ein Genom

Gesamtheit der Vererbbaren Informationen (=Gesamtheit aller Gene in einer Zelle)

weit wann ist eine Vollständige Entschlüsselung des menschlichen Genoms bekannt?

seit Mai 2021

aus wie vielen Genen besteht ein Genom im menschlichen Körper

aus 19.969 Genen